專利名稱：擠奶設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及用于擠奶裝置的設(shè)備和組件，具體地涉及抽奶設(shè)備等設(shè)備的組件，和襯套。特別地，本發(fā)明涉及一種襯套，其包括改進(jìn)的容納乳頭的柔性套管，和任選地短牛奶管子，其優(yōu)選地、但不是必然地與所述襯套形成一體，并且由任選地與其他材料結(jié)合的熱塑性彈性體制造。
背景技術(shù)：
機(jī)器擠奶已經(jīng)使用了大約一百年。今天仍然使用的擠奶設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)，是基于1902年授予Gillies的發(fā)明專利，并且包括雙室乳頭杯，其被設(shè)計(jì)成能使用脈動(dòng)的真空進(jìn)行操作。乳頭杯包括由橡膠制成的柔性套管，其形成了一個(gè)室的一個(gè)柔性壁，其中乳頭杯殼體形成另一個(gè)壁。在兩個(gè)壁之間的空間中施加脈動(dòng)真空，借此套管將膨脹和收縮，借此對施加了乳頭杯的乳頭起到按摩作用。
所述柔性套管作為所謂的乳頭杯襯套(或者在美國英語中稱為膨脹體(inflation)；在本說明書和權(quán)利要求中使用術(shù)語“襯套”)的一部分提供。
總的來說，擠奶裝置包括許多不同的組件，其中許多目前由不同類型的橡膠制成，例如管子、噴嘴、襯套等等。
作為一個(gè)例子，US 6,176,200(Petterson)公開了現(xiàn)代乳頭杯系統(tǒng)。其包括能夠容納乳頭的管狀的頭部部分，和形成脈動(dòng)真空室的內(nèi)壁的柱身部分。所述柱身部分是柔性的并且通常由橡膠配混物制成。
為了得到市場認(rèn)可，形成擠奶裝置的組件的設(shè)備，例如乳頭杯和襯套，必須具有許多性能。可以提到的例子如下良好的擠奶性能，例如擠奶速度、產(chǎn)奶量、滑動(dòng)(slip)、擠干產(chǎn)率(strip yield)良好的乳頭處理設(shè)備具有長壽命，并且在整個(gè)壽命中，能夠以相同的高性能水平起作用。
設(shè)備的質(zhì)量一致。
化學(xué)和物理耐性設(shè)備應(yīng)該易于清潔設(shè)備應(yīng)該便于更換設(shè)備應(yīng)該是環(huán)境友好的，例如材料應(yīng)該可以循環(huán)使用產(chǎn)品必須符合與預(yù)計(jì)接觸食品的材料和制品以及產(chǎn)品有關(guān)的規(guī)定。
目前使用的擠奶裝置組件，例如襯套和管子最通常由橡膠材料制成，其不能在完全令人滿意的程度上滿足上述要求。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明提供了可用于擠奶裝置中的并且滿足所有以上要求的改進(jìn)的設(shè)備和組件。本發(fā)明借助于用于擠奶裝置的乳頭杯襯套實(shí)現(xiàn)了這一目的，所述乳頭杯襯套包括選自以下的材料i)ISO 18064中定義的熱塑性彈性體(TPE)，ii)增塑PVC，iii)乙烯基TPE，并且具有許多選擇的性能。
這種新穎的乳頭杯襯套在權(quán)利要求1中進(jìn)行了定義。
優(yōu)選地，改進(jìn)的乳頭杯襯套包括至少一個(gè)乳頭容納柔性套管，適合于定位在乳頭上，合適地與乳頭緊密配合。
本發(fā)明的設(shè)備提供了如下優(yōu)點(diǎn)制造方法不需要進(jìn)行材料的配混或者共混。TPE類似熱塑性塑料，送交之后可以直接使用。TPE與硫化橡膠相比對貯存不敏感。需要具有較少步驟的簡單的加工方法。TPE具有熱塑性材料的加工簡單性，可以進(jìn)行更有效的加工，借此顯著地降低了加工成本。較短的制造周期導(dǎo)致較低的能量消耗和工資成本。廢料的循環(huán)是可能的。由熱固性材料生產(chǎn)產(chǎn)生的廢料通常被廢棄。從TPE加工重磨削的熱塑性塑料可以被重復(fù)利用，給出與純凈原材料相同的性能。較好的質(zhì)量控制和精密的制造部件的公差。在大多數(shù)情況下得到較低的密度。不發(fā)生某些熱固性橡膠那樣的低溫硬化(結(jié)晶)。因?yàn)門PE是可回收的，其有助于由這些材料制成的產(chǎn)品的環(huán)境友好的處理，只要進(jìn)行重復(fù)利用。在同一個(gè)單一結(jié)構(gòu)中結(jié)合不同的材料是簡單的，使得不同的部件由不同的材料制成。例如，第一部分可以由一種類型的TPE制成，而另一個(gè)部分可以由其他類型的具有不同性能的TPE制成，例如制造不同材料的層狀結(jié)構(gòu)。
從以下給出的詳細(xì)說明中可以更明確本發(fā)明的其他適用范圍。然而，應(yīng)當(dāng)理解，表明本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案的這些詳細(xì)說明和特定例子僅僅是舉例說明的，因?yàn)楦鶕?jù)這些詳細(xì)說明和附圖，在本發(fā)明精神和范圍內(nèi)的各種變化和修正對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見的，所述附圖僅僅以舉例說明的方式給出，并且因此不限制本發(fā)明，并且其中

圖1顯示了現(xiàn)有技術(shù)擠奶裝置的設(shè)備的一個(gè)例子，即乳頭杯和襯套；并且圖2圖解地顯示了本發(fā)明的乳頭杯襯套形式的實(shí)施方案。
圖3舉例說明了適用于本發(fā)明的苯乙烯聚合物。
圖4舉例說明了熱塑性硫化橡膠(TPV)的兩相結(jié)構(gòu)。
優(yōu)選實(shí)施方案的詳細(xì)說明對于本申請的目的，措辭“襯套”或者“乳頭杯襯套”用以包含可以與擠奶裝置或者系統(tǒng)一起使用的設(shè)備，其被用于乳品經(jīng)濟(jì)，例如與牛奶接觸，因此必須符合與預(yù)計(jì)接觸食品的材料和制品有關(guān)的規(guī)定。襯套包括至少乳頭容納柔性套管，其適合于定位在乳頭上，合適地以緊密配合的方式定位。在乳頭接收端的近端，可以提供短的牛奶管子，其被連接到乳頭杯中心。其還可以包括脈動(dòng)介質(zhì)的供給管，稱為“脈動(dòng)管”。應(yīng)當(dāng)注意，本發(fā)明的襯套可以用于各種不同的動(dòng)物，例如奶牛、水牛、綿羊和山羊及其他反芻動(dòng)物。
“乳頭杯”是這樣一種設(shè)備，其包括殼體，“乳頭杯殼”，其中固定了以上定義的襯套。按照本發(fā)明，通過令人驚訝地靈活地使用本文中討論的類別的材料，所述材料通過規(guī)定的材料性質(zhì)進(jìn)行了廣泛地定義，并且其例子包括熱塑性彈性體、熱塑性硫化橡膠和增塑PVC，特別地可以制造出在設(shè)備的不同部件或者區(qū)域中具有不同的機(jī)械和理化性質(zhì)的設(shè)備，借此對于特定的應(yīng)用能夠調(diào)整性能。
在圖1中，公開了示例性現(xiàn)有技術(shù)乳頭杯。其具有乳頭杯襯套1，該襯套安裝在乳頭杯殼2中。乳頭杯襯套1相對于縱軸3基本上是旋轉(zhuǎn)對稱的，并且其包括上部的管狀頭部部分4和從頭部部分4向下延伸的管狀柔性乳頭容納套管部分5。頭部部分4包括最初的上端6和其次的下端7。在上端6處，管狀頭部部分4包括徑向向內(nèi)延伸的唇8，其限定了基本上圓形的中心開口。管狀頭部部分4形成了通過該頭部達(dá)到用于在套管5中容納乳頭的乳頭杯襯套的內(nèi)部空間的通道。下端7包括環(huán)形槽9，其與乳頭杯殼2的上端部分接合。套管5的下部包括圍繞凹處10的外周，其與乳頭杯殼2的下端部分接合。凹處9和10以這樣的方式被成型，使得在乳頭杯襯套和乳頭杯殼2之間形成閉空間11，該空間11形成乳頭杯的脈動(dòng)室。在其下部中，乳頭杯襯套1連接伸長部分12和13，其形成牛奶導(dǎo)管，該導(dǎo)管可以被連接到接合器(未顯示)。乳頭杯襯套1以彈性材料制造，例如天然或者合成橡膠。
本發(fā)明是基于這樣的發(fā)現(xiàn)，即熱塑性彈性體(TPE)可以滿足為擠奶裝置和系統(tǒng)提供設(shè)備和組件的材料要求。因此，給出了TPE技術(shù)的簡介。
熱塑性彈性體(TPE)介紹在開發(fā)TPE之前，一般而言使用熱塑性塑料的新技術(shù)僅僅能夠制造和加工有剛性的或者半剛性的制品。熱塑性塑料的生產(chǎn)是較快的、能量消耗較小、較為清潔并且比較容易重新利用廢料。
對于彈性體材料，缺乏熱固性橡膠的替代物。對于不暴露于極端溫度的應(yīng)用，對熱穩(wěn)定的交聯(lián)位沒有基本的需要。使用熱固性橡膠將具有伴隨的交聯(lián)的缺點(diǎn)。
因此非常希望開發(fā)具有彈性特征、而沒有任何永久交聯(lián)位的熱塑性材料。
熱塑性彈性體(TPE)是兼?zhèn)錈崴苄圆牧系募庸ば阅芎拖鹉z材料的彈性體性能的材料。
熱塑性彈性體是二相系統(tǒng)。一個(gè)相是硬聚合物，其在使用溫度下給出機(jī)械強(qiáng)度，但是當(dāng)被加熱到熔融或玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)以上時(shí)變成液體。另一個(gè)相是軟的橡膠狀聚合物。
主要有兩種方法獲得所述性能；即提供嵌段共聚物或者聚合物共混物形式的材料。
滿足熱塑性彈性體定義的嵌段共聚物由兩個(gè)相組成，一個(gè)硬相和一個(gè)軟相，它們由同一個(gè)分子鏈中的鏈段形成。較硬的鏈段能夠是具有高熔點(diǎn)的結(jié)晶的物質(zhì)，或者是具有高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的無定形物質(zhì)。軟鏈段總是無定形的，具有很低的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。
例子TPS(無定形的硬相)、TPU、TEEE、TPA(半結(jié)晶硬相)。縮寫見下文。
由聚合物共混物制造的TPE是硬質(zhì)材料(幾乎僅僅是半結(jié)晶的，具有高熔點(diǎn)，處于連續(xù)相中)與較軟的至少主要地是無定形的物質(zhì)(具有很低的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度)的共混物。
例子TPO、TPV命名按照ISO 18064，TPE的類別和縮寫是(括號內(nèi)是其他通用的縮寫)TPE一般而言的熱塑性彈性體TPS(SBC)聚苯乙烯/彈性體嵌段共聚物。
TPO聚丙烯/EP共聚物共混物。
TPV熱塑性硫化橡膠。
TPU聚氨酯嵌段共聚物。
TEEE(COPE)聚酯嵌段共聚物。
TPA(COPA)聚酰胺嵌段共聚物。
TPE材料的一般性能

苯乙烯類嵌段共聚物(TPS或者SBC)TPS材料包括三種明顯不同的主要類型-苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)-苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SIS)-苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)
SBS和SIS聚合物苯乙烯和丁二烯(或者異戊二烯)是不相容的，并且形成具有兩個(gè)明顯的Tg的二相系統(tǒng)。較硬的苯乙烯相起較柔性的丁二烯(或者異戊二烯)相之間的物理交聯(lián)點(diǎn)的作用，參考圖3。
熱塑性烯烴TPO熱塑性烯烴是聚丙烯(PP)和乙烯-丙烯共聚物(EPM)或者乙烯-丙烯-二烯聚合物(EPDM)的共混物。術(shù)語EP(D)M覆蓋EPDM和EPM兩者。
PP-EP(D)M共混物通過充分混合PP和EPDM和/或EPM來生產(chǎn)。
聚丙烯通常是全同立構(gòu)均聚物或具有少量乙烯的全同立構(gòu)PP。這些半結(jié)晶聚合物的熔點(diǎn)在145-165℃范圍內(nèi)。
因此TPO能夠在高溫下保持許多其機(jī)械性能。
具有50∶50比例的乙烯和丙烯的EP(D)M幾乎完全是無定形的，雖然聚乙烯和聚丙烯兩者是半結(jié)晶聚合物。將乙烯含量改變到較高的比例，給出某些結(jié)晶度。少量乙烯結(jié)晶度的凈效果極大地影響橡膠的強(qiáng)度。
性能因?yàn)镻P和EP(D)M能夠以任何比例共混，因此理論上可以有從輕微改性的熱塑性PP到用熱塑性材料增強(qiáng)的EP(D)M的連續(xù)變化。

基于茂金屬技術(shù)的聚合物在90年代，出現(xiàn)了基于茂金屬催化劑技術(shù)的新的聚烯烴樹脂。這些是由乙烯和高級烯烴例如1-辛烯組成的共聚物。茂金屬技術(shù)使非常明確地設(shè)計(jì)聚合物鏈中例如1-辛烯和乙烯的分布成為可能。當(dāng)1-辛烯含量為約30％或以上時(shí)，聚合物中沒有結(jié)晶。如果某些結(jié)晶度為希望的，可以生產(chǎn)具有較低1-辛烯量的聚合物。
熱塑性硫化橡膠(TPV)熱塑性硫化橡膠(TPV)為二相系統(tǒng)，其由熱塑性連續(xù)相和作為分散相的交聯(lián)的橡膠組成。占優(yōu)勢的系統(tǒng)是PP/EPDM，但是還有PP/NBR系統(tǒng)。
橡膠相與TPO相比是更加硫化的，而橡膠狀相僅僅部分地硫化或不硫化。橡膠相的硫化導(dǎo)致很多的性能改進(jìn)。
熱塑性聚氨酯彈性體(TPU)TPU是具有聚氨酯主鏈鍵的嵌段共聚物。它們通過二異氰酸酯與短鏈二醇和聚酯和/或聚醚二醇縮合合成。
短鏈二醇以及二異氰酸酯形成TPU中的中結(jié)晶的硬相。微晶起物理交聯(lián)點(diǎn)的作用，并且TPU的耐熱性密切地與這些微晶的熔點(diǎn)相關(guān)。通常使用短鏈二醇如1，4-丁二醇和1，6-己二醇。
軟鏈段由羥基封端的聚酯或者羥基封端的聚醚形成。
TPU的軟鏈段決定彈性和低溫性能。硬度和模量由硬和軟鏈段的比例決定。
熱塑性共聚酯(TEEE)，(COPE)熱塑性共聚酯材料由通過酯和醚鍵連接的交替的硬和軟鏈段的嵌段共聚物組成。軟鏈段可以是聚醚、聚酯或者共聚酯。軟鏈段之間的主要差別與TPU的情況相同。硬鏈段幾乎僅僅是聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)。
聚酰胺嵌段共聚物(TPA，COPA)硬和軟鏈段的嵌段共聚物。硬鏈段是聚酰胺和軟鏈段是具有聚醚鏈或者聚酯鏈的多元醇嵌段。
聚酰胺嵌段可以是任何PA6、PA6/6、PA11.PA12、PA6/11或者PA 6/12。這將決定熔點(diǎn)并且影響密度和耐化學(xué)性。
軟鏈段的類型將影響性能如回彈性、撕裂強(qiáng)度、水解穩(wěn)定性、耐磨性、低溫?fù)闲?、韌性和微生物抗性非極性溶劑等。
聚醚鏈?zhǔn)亲钇胀ǖ模⑶乙驗(yàn)槠渚哂心偷蜏匦院退夥€(wěn)定性，因此是優(yōu)選的。當(dāng)優(yōu)選良好的耐溶劑性和高溫穩(wěn)定性時(shí)，聚酯鏈?zhǔn)莾?yōu)選的。
其他具有TPE性能的材料增塑PVC實(shí)際上有一種材料，其被分類為熱塑性材料，但是實(shí)際上具有類似于TPE的性能。通常被認(rèn)為是無定形熱塑性材料的增塑聚氯乙烯(PVC)可以在超過其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以上100℃的溫度下使用，仍然保持可接受的機(jī)械性能。
雖然命名上不被認(rèn)為是TPE，增塑PVC(＝柔性聚氯乙烯或者pPVC)事實(shí)上是第一種兼?zhèn)鋸椥泽w性能與熱塑性加工性能的材料?，F(xiàn)在，眾所周知，這是由于聚氯乙烯鏈部分地給出正常的結(jié)晶狀結(jié)構(gòu)，兩個(gè)或多個(gè)鏈給出可熔的交聯(lián)點(diǎn)。這些結(jié)構(gòu)具有非常寬范圍的熔融溫度，從0℃以下直至將近200℃。具有標(biāo)準(zhǔn)增塑劑的PVC的溫度上限是約60℃，而使用專業(yè)增塑劑時(shí)為105-120℃。
乙烯基TPE普通的增塑PVC是基于具有很好的與PVC的溶混性的增塑劑。當(dāng)與彈性體如NBR或者丙烯酸酯彈性體混合時(shí)，可以獲得更像例如TPO和TPV的兩相系統(tǒng)。這種材料與普通的增塑PVC相比可以特別地給出較好的壓縮永久變形和較好的耐化學(xué)性。
這些材料的廠商有時(shí)稱它們?yōu)橐蚁┗鵗PE，雖然這些材料普遍被接受為TPE家族的一員是似乎有疑問的。如上所述，正常的增塑PVC還可以被稱作TPE。
因此，按照本發(fā)明，如前面定義的乳頭杯襯套，由包括一種或多種混合使用的材料的材料制成，所述一種或多種材料選自包括上述討論的那些的材料。
乳頭杯是抽奶裝置，即構(gòu)成擠奶裝置的部件或者組件的設(shè)備，其對動(dòng)物的乳頭施加作用，或者與擠奶裝置的其他部件配合，使得乳房以控制方式排放牛奶。乳頭包括襯套，襯套進(jìn)而包括至少柔性乳頭容納套管，該套管適合于以緊密配合定位在乳頭上。
在本發(fā)明特定的實(shí)施方案中，提供了乳頭杯襯套，其中特別地，襯套的柔性乳頭容納套管部分由這類材料或者材料混合物制成。圖2中圖解地舉例說明了本發(fā)明的襯套20，安裝在同樣圖解地表示的乳頭杯殼21中。襯套包括頭部部分22，用于以實(shí)質(zhì)上緊密配合的方式容納乳頭25的柔性套管部分24?！熬o密配合”指在乳頭和套管之間在操作中、即在擠奶期間沒有大量空氣滲入。套管從頭部部分22延伸到過渡區(qū)27，其中短的牛奶管子26連接到套管24。該牛奶管子26可以與套管形成一體，或者如在圖1中的現(xiàn)有技術(shù)設(shè)備中的情況，是可以連接到套管的分離元件。
合適地，過渡區(qū)27被制造成較硬的，以便襯套可以剛性地連接于乳頭杯殼21，以便不引起泄漏。重要的是，套管以定義的和特定的位置被固定在殼中。通過使用本發(fā)明的材料組合可以提供該較硬的部分，如以下進(jìn)一步討論的。
此外，乳頭杯殼被連接到一個(gè)脈動(dòng)介質(zhì)供給源，以便襯套的套管能夠起到其作用。該供給源通過在進(jìn)口連接管23處可連接到乳頭杯殼21的脈動(dòng)管子28提供，使得脈動(dòng)可以作用于套管24。
襯套的最重要的元件是柔性套管24，因?yàn)樵撛ㄟ^由施加的脈動(dòng)真空所引起的交替收縮和松開/膨脹而起作用。因此，為了使襯套能夠?qū)崿F(xiàn)其技術(shù)作用，就材料性質(zhì)而言，至少柔性套管必須滿足某些標(biāo)準(zhǔn)。
如下列表包含具有基于TPE的柔性套管的襯套應(yīng)該具有的性能的例子，所述襯套可連接到乳頭/動(dòng)物和整個(gè)擠奶系統(tǒng)。
-必須能夠借助于真空設(shè)備從動(dòng)物的乳房中除去乳液-應(yīng)該能夠在密閉的系統(tǒng)內(nèi)輸送乳液-應(yīng)該可通過連接體連接到整個(gè)擠奶系統(tǒng)-乳頭應(yīng)該受到按摩-柔性套管應(yīng)該刺激動(dòng)物-柔性套管應(yīng)該符合與預(yù)計(jì)接觸食品的材料和制品有關(guān)的規(guī)定-柔性套管能起阻擋層的作用，并且不應(yīng)該受乳液的影響-柔性套管應(yīng)該具有恒定的或者可變的張力或者壓縮-其應(yīng)該具有密封作用-柔性套管應(yīng)該可自動(dòng)地或者手動(dòng)地連接到乳頭-柔性套管功能應(yīng)該是可控制的-柔性套管是基于應(yīng)該能承受擠奶環(huán)境的材料-柔性套管是基于應(yīng)該是可加工的材料-柔性套管應(yīng)該可以靠著外部硬殼固定和密封-柔性套管應(yīng)該配合所有尺寸的乳頭-優(yōu)選地柔性套管應(yīng)該由一種或者多種材料或者其混合物組成-柔性套管是基于由TPE或者TPE連同其他材料組成的材料-應(yīng)該容許平穩(wěn)的乳液輸送上述標(biāo)準(zhǔn)通過一種襯套得到滿足，該襯套具有至少柔性套管，該柔性套管由包括以下的材料制成TPE，如ISO 18064中定義的，或者增塑PVC，或者乙烯基TPE，或者其混合物，或者與其他適合的材料的混合物。
本發(fā)明擠奶設(shè)備的彈性體材料應(yīng)該具有(至少)如下性能-在25肖氏A和50肖氏D之間的硬度-在0.1MPa和50MPa之間的楊氏模量-通常高于0.5MPa的拉伸強(qiáng)度-在不破壞情況下，最小50％的伸長率任選地?cái)D奶設(shè)備應(yīng)該具有-通常在-60℃和+200℃之間的使用溫度合適地，所述材料是耐酸的、尤其是甲酸、丙酸、過乙酸和/或H2O2。所述材料還優(yōu)選地是耐堿的，尤其是氨水、NaOH和KOH。適合的濃度是通常用于乳品加工業(yè)中的洗滌或者清潔過程的那些。
所述材料應(yīng)該還是耐氯、臭氧和紫外線照射和加熱氧化的。
在優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述材料具有在5和50kN/m、優(yōu)選15-35kN/m之間的撕裂強(qiáng)度。
在優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述材料具有0.5-40MPa、優(yōu)選5-20MPa的拉伸強(qiáng)度。
在優(yōu)選的實(shí)施方案中，其還應(yīng)該具有大于200％、優(yōu)選超過300％的破壞前的伸長率。
所述材料優(yōu)選是熱塑性硫化橡膠(TPV)，包括由熱塑性連續(xù)相和作為分散相的交聯(lián)橡膠組成的兩個(gè)相，其中所述熱塑性彈性體包括選自丁二烯橡膠；聚硅氧烷；EPDM；任選地與丙烯酸酯或者酸酐接枝的NBR的橡膠。
其他可能的聚合物是丁腈橡膠、丁苯橡膠、丁基橡膠、鹵代-丁基橡膠、乙丙橡膠、聚異戊二烯、聚氯丁烯、聚丁烯共聚物、氯磺化聚乙烯。
熱塑性彈性體還優(yōu)選包括結(jié)晶的聚烯烴，其選自聚乙烯(HDPE、LDPE或者LCDPE)、聚丙烯或者其混合物，例如共聚物。依靠本發(fā)明選擇的材料的優(yōu)良的加工性能，可以在自動(dòng)化擠奶領(lǐng)域內(nèi)針對大量不同的應(yīng)用或者需要調(diào)整襯套。因此，可以以簡單的模塑方法制造具有高尺寸精度的襯套，同時(shí)在不同的產(chǎn)品部分中將不同的材料結(jié)合。例如，可以提供與柔性套管相比具有較高剛性的頭部部分和牛奶管子。
以下描述了大量可能的基于物料選擇和材料結(jié)合的實(shí)施方案。所有改變和修正均適用于所有在本發(fā)明設(shè)備的一般定義內(nèi)的設(shè)備。
因此，可以通過使用幾種材料結(jié)合方面的變化或者修正來制造本發(fā)明的設(shè)備(例如襯套，可能地包括短的牛奶管子和/或短的脈動(dòng)管子)，以為本發(fā)明設(shè)備的特定的用途或者應(yīng)用提供適合的性能。此外，設(shè)備的不同的部分可以提供有不同的性能，使之適合于設(shè)備的特定部件或者部分將接觸的環(huán)境的種類。
供本發(fā)明襯套使用的特別優(yōu)選的TPE是TPV(熱塑性硫化橡膠)，其相對于現(xiàn)有技術(shù)材料給出重要的和出乎意料的優(yōu)點(diǎn)。
這類材料提供較低的重量，因?yàn)槊芏鹊陀诂F(xiàn)有技術(shù)橡膠約20％。
耐疲勞性高于預(yù)期的值。這意味著襯套可以被使用較長的時(shí)間，而不必需更換。降低了衛(wèi)生問題的危險(xiǎn)。在現(xiàn)有技術(shù)設(shè)備中，開裂將大大短地出現(xiàn)，使細(xì)菌聚集，因此產(chǎn)生污染源。
TPV將產(chǎn)生較少“磨合”問題，即在最初使用時(shí)間期間性能的改變被降低至低水平。作為一個(gè)例子，滯后現(xiàn)象坦率地將是少得多的。這意味著脈動(dòng)性能將變得更可預(yù)測。
在以上可能的變化和修正之中，第一個(gè)替代方案將是使用兩種軟材料的組合。這樣的結(jié)合可應(yīng)用到具有不同的耐化學(xué)性類型的設(shè)備上去。作為一個(gè)例子，設(shè)備內(nèi)部可以接觸牛奶，其要求某些性能，例如耐油脂性和能夠承受暴露于水和洗滌劑(主要地是短牛奶管子)，而外部可能暴露于牛舍或者畜棚中的環(huán)境，或者戶外環(huán)境，其對材料提出其他要求，例如耐氨水、紫外線、臭氧性。
這種特定類型的設(shè)備可以由用于設(shè)備內(nèi)側(cè)的NBR基TPV組成，其與用于外部的基于EPDM的TPV在結(jié)合使用，后者是耐臭氧和老化的。
這類結(jié)合的另一個(gè)修改方案是提供具有阻擋層表面(內(nèi)部和/或外部)的設(shè)備，所述阻擋層表面涂在芯或者本體材料上，后者提供機(jī)械性能。阻擋層性能可以是內(nèi)表面上的耐脂肪和洗滌劑性，和設(shè)備外表面上的耐老化和畜棚環(huán)境性能。芯或者本體材料的性能可以是例如高彈性和低阻尼，以便進(jìn)行迅速的擠奶，和/或高的抗蠕變性，以便提供不隨時(shí)間改變的擠奶行為/性能。阻尼通過材料的tanδ定量，其是測量材料非彈性的尺度。在這種情況下，tanδ應(yīng)該小于0，20。
適合的材料結(jié)合的例子將是本體中的SBS、SEBS或者SIS和表面層(設(shè)備內(nèi)側(cè)和外側(cè)兩者)中的EPDM或者NBR基TPV，第二種可供選擇的方案是軟的和硬的材料的組合。
當(dāng)今設(shè)計(jì)的襯套具有不同的執(zhí)行不同的功能的部件。套管將動(dòng)態(tài)地工作，而連接到接合器的連接部件將靜止地工作并且具有密封的功能。在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明建議短的擠奶管和連接到乳頭杯中心的附件由硬的/剛性材料制造。粗略地講，借助于快速管接頭，將使連接更簡單，與使用軟的橡膠基材料相比，使用剛性材料更容易做到這一點(diǎn)。另一方面，套管由軟的橡膠基材料制造，以便獲得最佳的按摩和擠奶性能。
適合于后一應(yīng)用的材料的例子是各種硬度品級的EPDM或者NBR基TPV。還可以使用軟的EPDM基TPV與TPU(聚氨酯基TPE)、TPA(酰胺基TPE)或者TEEE(酯基TPE)結(jié)合。
對于本發(fā)明(乳頭杯)襯套的特定的應(yīng)用，使用TPV具有大量特殊的和出乎意料的優(yōu)點(diǎn)。
即，與生產(chǎn)有關(guān)的優(yōu)點(diǎn)是例如生產(chǎn)成本更有吸引力；在生產(chǎn)的物品中更易于獲得精確的公差，因此更易于預(yù)測最終產(chǎn)品的性能；可以降低材料溢出；生產(chǎn)工藝中變化較少，給出更均勻的批次間的產(chǎn)品性能；本發(fā)明材料的使用作為生產(chǎn)手段使焊接成為可能。然而，最出乎意料的性能是高耐疲勞性。
提到的環(huán)境優(yōu)勢是生產(chǎn)廢料材料的重復(fù)利用是可能的，直接通過將溢出物造粒來重復(fù)用于生產(chǎn)；具有較小量的潛在有害添加劑，因此使處理對人員的危害更小，例如將沒有硫化氣體存在。
合適地，根據(jù)希望的性能，將一種或多種材料注塑來制造如上所述的設(shè)備?？蛇x擇地，如果結(jié)構(gòu)是更復(fù)雜的，注塑或者其他模塑技術(shù)是優(yōu)選的。因此，包括結(jié)合的兩種或多種材料(即形成復(fù)合材料)的設(shè)備，可以以幾種方法結(jié)合。在同一個(gè)模具中的兩種(或以上)材料的雙注射是可以使用的。另一個(gè)方案是在第一個(gè)模具中從一種材料制造“前體”，然后將“前體”移入第二個(gè)模具，其中注入一種或多種其他材料。還可以分開地使用不同的材料注射模塑或者擠出不同的組件，然后將組件焊接在一起。某些組件或者部件，可以通過簡單地將一種與另一種一起放置來結(jié)合。
然而，這將涉及該領(lǐng)域的熟練人員詳細(xì)地設(shè)計(jì)模塑程序，以獲得希望的結(jié)構(gòu)和獲得它們所必需的機(jī)組，并且因此在本文中不進(jìn)一步討論這類方法。
權(quán)利要求
1.一種擠奶設(shè)備，其包括至少乳頭容納柔性套管，該套管適合于定位在乳頭上，其特征在于，至少其第一部分包括一種材料，該材料選自i)熱塑性彈性體(TPE)，如ISO 18064中定義的，ii)增塑PVC，iii)乙烯基TPE，所述材料或者材料組合具有如下性能a)25肖氏A到50肖氏D之間的硬度；b)0.1MPa到50MPa之間的楊氏模量；c)高于0.5MPa的拉伸強(qiáng)度；和d)在不破壞情況下最小50％的伸長率。
2.權(quán)利要求1的擠奶設(shè)備，其中所述材料是熱塑性硫化橡膠(TPV)，其包括兩個(gè)相，即熱塑性連續(xù)相和交聯(lián)橡膠分散相。
3.權(quán)利要求2的擠奶設(shè)備，其中分散相包括丁二烯橡膠；聚硅氧烷；EPDM；或者任選地與丙烯酸酯或者接枝的NBR，或者任何或者所有這些的組合。
4.權(quán)利要求2的擠奶設(shè)備，其中所述橡膠選自丁腈橡膠、丁苯橡膠、丁基橡膠、鹵代-丁基橡膠、乙丙橡膠、聚異戊二烯、聚氯丁烯、聚丁烯共聚物、氯磺化聚乙烯。
5.權(quán)利要求2、3或者4的擠奶設(shè)備，其中連續(xù)相包括結(jié)晶的聚烯烴，其可以選自聚乙烯(HDPE、LDPE或者LLDPE)、聚丙烯或者其共聚物或者混合物。
6.任何前述權(quán)利要求的擠奶設(shè)備，其具有至少包括TPE材料的不同于第一個(gè)部分的另一個(gè)部分。
7.權(quán)利要求6的擠奶設(shè)備，其中所述第一部分包括芯材料，和其中所述另一個(gè)部分是在所述芯材料上的至少局部的表面涂層。
8.權(quán)利要求7的擠奶設(shè)備，其中所述芯材料具有小于0，20的tanδ。
9.權(quán)利要求7或者8的擠奶設(shè)備，其中所述芯材料是SBS或者SEBS，并且表面涂層是EPDM基TPV或者NBR。
10.權(quán)利要求6的擠奶設(shè)備，其中所述第一部分由與所述另一個(gè)部分相比具有較高勁度/硬度的材料制造。
11.權(quán)利要求10的擠奶設(shè)備，其中具有較高勁度/硬度的材料是硬EPDM基TPV或者硬NBR基TPV、TPU、TPA或者TEEE，并且較軟的部分是軟EPDM基TPV或者軟NBR基TPV。
12.任何前述權(quán)利要求的擠奶設(shè)備，具有-60到+200℃之間的使用溫度。
13.任何前述權(quán)利要求的擠奶設(shè)備，其中在乳品加工業(yè)中的擠奶設(shè)備的洗滌或者清潔過程中通常使用的濃度下，所述材料或者材料組合是耐酸的。
14.權(quán)利要求14的擠奶設(shè)備，其中所述材料或者材料組合是耐甲酸、丙酸、過乙酸和/或H2O2的。
15.任何前述權(quán)利要求的擠奶設(shè)備，其中在乳品加工業(yè)中的擠奶設(shè)備的洗滌或者清潔過程中通常使用的濃度下，所述材料或者材料組合是耐堿的。
16.權(quán)利要求15的擠奶設(shè)備，其中所述材料或者材料組合是耐氨水、NaOH和KOH的。
17.任何前述權(quán)利要求的擠奶設(shè)備，其中所述材料或者材料組合是耐氯、臭氧和紫外線照射和熱氧化的。
18.任何前述權(quán)利要求的擠奶設(shè)備，其中所述材料或者材料組合具有5到50kN/m、優(yōu)選15-35kN/m的撕裂強(qiáng)度。
19.任何前述權(quán)利要求的擠奶設(shè)備，其中所述材料或者材料組合的拉伸強(qiáng)度是0.5-40MPa、優(yōu)選5-20MPa。
20.任何前述權(quán)利要求的擠奶設(shè)備，其中所述材料或者材料組合的伸長率在破壞之前大于200％、優(yōu)選超過300％。
21.任何前述權(quán)利要求的擠奶設(shè)備，其是乳頭杯襯套，適合于以緊密配合的方式定位在乳頭上。
22.權(quán)利要求21的擠奶設(shè)備，其包括頭部部分(22)、套管(24)和擠奶管(26)，它們形成單一的結(jié)構(gòu)。
23.權(quán)利要求21的擠奶設(shè)備，其包括頭部部分(22)、套管(24)和可與套管(24)連接的分離的牛奶管(26)。
24.一種乳頭杯組合件，其包括如任何前述權(quán)利要求的擠奶設(shè)備。
25.選自以下的材料或者材料組合i)熱塑性彈性體(TPE)，如ISO18064中定義的，ii)增塑PVC，iii)乙烯基TPE，所述材料或者材料組合具有如下性能a)25肖氏A到50肖氏D之間的硬度；b)0.1MPa到50MPa之間的楊氏模量；c)高于0.5MPa的拉伸強(qiáng)度；和d)在不破壞情況下最小50％的伸長率，在制造乳頭杯襯套中的用途。
26.選自以下的材料或者材料組合i)熱塑性彈性體(TPE)，如ISO18064中定義的，ii)增塑PVC，iii)乙烯基TPE，所述材料或者材料組合具有如下性能a)25肖氏A到50肖氏D之間的硬度；b)0.1MPa到50MPa之間的楊氏模量；c)高于0.5MPa的拉伸強(qiáng)度；和d)在不破壞情況下最小50％的伸長率，在制造乳頭杯襯套的容納乳頭的套管中的用途。
27.選自以下的材料或者材料組合i)熱塑性彈性體(TPE)，如ISO18064中定義的，ii)增塑PVC，iii)乙烯基TPE，所述材料或者材料組合具有如下性能a)25肖氏A到50肖氏D之間的硬度；b)0.1MPa到50MPa之間的楊氏模量；c)高于0.5MPa的拉伸強(qiáng)度；和d)在不破壞情況下最小50％的伸長率，在制造可連接到乳頭杯襯套的短牛奶管中的用途。
全文摘要
本發(fā)明涉及擠奶裝置的設(shè)備和組件，尤其是抽奶設(shè)備。特別地，本發(fā)明涉及設(shè)備例如襯套(20)的組件。所述新穎的設(shè)備包括選自以下的材料熱塑性彈性體，如ISO18064中定義的，增塑PVC，乙烯基TPE，所述材料具有如下性能在25肖氏A和50肖氏D之間的硬度；在0.1MPa和50MPa之間的楊氏模量；高于0.5MPa的拉伸強(qiáng)度；在不破壞情況下最小50％的伸長率。
文檔編號C08L21/00GK1753616SQ200380109874
公開日2006年3月29日 申請日期2003年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月20日
發(fā)明者M·吉斯勒格德, N·阿維拜, M·貝蘭德, T·佩特森, J·奧德伯格 申請人:德拉瓦爾控股股份有限公司